Деградация ДНК

Если рассматриваемая гипотеза верна, то деградацию ДНК можно наблюдать и в культивируемых диплоидных клетках при вступлении культур в терминальную фазу, и в клетках больных, страдающих наследственным синдромом с нарушением репарации ДНК (если, конечно, это нарушение достаточно велико, чтобы существенно изменить соотношение между скоростями возникновения повреждений ДНК и их репарации). Первое из сформулированных следствий было подтверждено нами, а затем и другими группами исследователей в США и Японии.

Что же касается вопроса об особенностях структуры ДНК в клетках людей с наследственными нарушениями репарации ДНК, то этот вопрос мы исследовали путем сравнения методом седиментации в градиенте щелочной сахарозы ДНК диплоидных фиб-робластов здоровых людей и фибробластов, полученных от больных, страдающих пигментной ксеродермой или прогерией. К сожалению, мы могли проводить культивирование клеток лишь с использованием стандартной сыворотки крупного рогатого скота, но не с эмбриональной сывороткой, которую за рубежом используют при многократном пассировании диплоидных клеток. Возможно, в связи с этим нам не удалось в течение достаточного длительного времени поддерживать культуры фибробластов, полученных от больных, страдающих нарушением репарации ДНК - А это, в свою очередь, сделало невозможным многократную проверку результатов сравнения. Поэтому можно было констатировать лишь наличие указания на уменьшение средней молекулярной массы ДНК в клетках больных людей по сравнению с аналогичными клетками здоровых людей.

Среди молекулярных изменений, ответственных за гибель и старение постмитотических клеток, существенное значение, очевидно, имеет накопление с возрастом в ДНК этих клеток различных повреждений. Об этом свидетельствуют, в частности, результаты наших теоретических и экспериментальных исследований, проведенных в 70-х годах. Но, как полагает большинство специалистов в области физиологии старения, нарушение функций и гибель постмитотических клеток, особенно нейронов определенных областей головного мозга, имеют определяющее значение и в старении организма в целом. Следовательно, продолжая аналогию в механизмах естественного старения и в отдаленных эффектах излучений, приходим к вопросам о том, не возрастает

Ли нестабильность ДНК нервных клеток в отдаленные сроки после облучения? Имеется ли сходство в характере возрастных изменений ДНК в этих клетках с теми же изменениями в них, которые наблюдают в отдаленные сроки после облучения?

Хотя теперь практическая значимость ответов на эти вопросы может показаться очевидной, отметим и то, что информация по этим вопросам представляет также интерес для увеличения эффективности радиотерапии опухолей головного мозга, поскольку в процессе проведения такой терапии неизбежно облучаются и нейроны определенных отделов мозга. О том, что следствием этого могут быть снижение жизнеспособности организма и развитие в нем определенных патологических процессов, свидетельствуют следующие факты.

1. В нервных клетках постоянно происходит возникновение повреждений ДНК, часть из которых залечивается системами репарации ДНК, но часть (хотя, возможно, и малая) ускользает от этих систем.

2. Поэтому с возрастом животных в ДНК нейронов накапливаются различные повреждения, из которых пока исследованы, к сожалению, только разрывы ДНК.

3. Сниженная способность к репарации повреждений ДНК после облучения у неделящихся клеток центральной нервной системы коррелирует со снижением функции этих клеток.

4. Повреждение этих клеток определенными веществами также может быть связано с изменением их ДНК. В связи с изложенным большой интерес представляют результаты исследований Вхилера и Вайнштейна структуры ДНК нейронов мозжечка крыс в различные сроки после рентгеновского облучения области головы животных в дозе 20 Гр. Изменения ДНК клетки мозга определяли методом седиментации лизатов клеток в градиенте щелочной сахарозы с использованием зональных роторов и флуорометрического метода исследования концентрации ДНК.